基于Android系统的智能空气净化器手机App设计与实现

王博昊

摘要： 随着物联网和手机移动终端应用技术的不断发展和普及，利用物联网技术和移动终端的定制开发，打造一款能够随时随地监测、控制空气净化器等智能家居设备的系统，营造一个安全、便捷、舒适、健康的智能家居环境，已经成为人们提高生活质量的新诉求。

关键词：  物联网;Android;App;PM2.5监测;智能空气净化器

中图分类号： TP391.44;TN929.5    文献标识码： A    文章编号： 1672-9129（2018）09-0050-01

Abstract：  With the continuous development and popularization of the application technology of the Internet of Things and mobile terminals， the use of Internet of Things technology and custom development of mobile terminals to create a system that can monitor and control smart home devices such as air purifiers anytime and anywhere， to create a safe The convenient， comfortable and healthy smart home environment has become a new demand for people to improve their quality of life.

Keywords： Internet of Things; Android; App; PM2.5 monitoring; intelligent air purifier

1 引言

霧霾天气会对人体健康带来伤害已经成为社会公众认可并关注的现实问题，在外部公共环境的大气治理尚无立竿见影的整改措施与效果的背景下，人们往往在家庭、办公单位等相对私人、私密的空间内，通过空气净化器、新风系统等智能家居的应用，达到保持空气流通、改善空气质量、保护人体健康的目的。

传统的空气净化器在应用的过程中，逐渐暴露出一系列诸如自动化程度低、操作过程不便利、采集到的空气质量数据无法实现和用户的实时互动等问题，随着物联网和手机移动终端应用技术的不断发展和普及，利用物联网技术和移动终端的定制开发，打造一款能够随时、随地监测、控制空气净化器等智能家居设备控制系统，营造一个安全、便捷、舒适、健康的智能家居环境的智能手机App，已经成为广大社会群众提高生活质量的一个新诉求。

2 系统框架设计

本项目旨在通过研发一套基于物联网技术的空气净化器智能控制系统，以移动智能终端为客户端，通过无线保真暨Wi-Fi技术进行网络通信，实现对空气净化器的运行状态监测、空气质量数据推送提醒和设备功能远程控制。系统的技术架构图如图1所示：

系统主要包括智能空气净化器控制单元、Web服务器和手机端App三部分，本文主要对手机App的设计及开发进行阐述。

3 手机App设计

手机端App的开发基于Android 平台，通过Wi-Fi或4G信号实现与Web服务器的通信和数据交换，接收并显示空气净化器采集到的室内空气质量信息。手机端架构由用户展示层、用户功能层、基础功能层和Android内核层四层组成，其中用户展示层用来展示已经开发完成并发布的功能应用，如空气质量展示界面等;用户功能层运行Android 平台为应用程序的开发而提供的 API 框架;基础功能层包括虚拟机和组件库，虚拟机为应用程序提供运行环境，组件库连接应用程序框架和Android内核;Android内核层提供内存、驱动、网络协议与安全协议等核心服务。系统层次结构如图2所示：

建成后的App应用具备下述主要功能：

3.1用户注册与登陆。进入app在“登录界面”点击“用户注册”按钮，跳转到注册界面，根据提示完成用户注册。用户注册完成后，输入注册的用户名及密码完成登录。界面视图如图3所示：

3.2配网设备添加与设备列表管理。登录成功后，进入“App主界面”，并显示“设备列表”。列表显示用户已经添加的设备，每个列表项显示设备的名字和状态。点击列表项右侧按钮，可直接对该设备进行操作。

在“设备列表界面”点击右上角“+按钮”，再点击“配置新设备”，按照界面提示检查设备状态，点击“下一步”，输入手机已经连接WIFI的密码，即可完成配网设备添加操作。界面视图如图4所示：

3.3系统监测与控制管理。在"设备列表界面"点击"设备名称"，进入"设备控制界面"。点击“一档”、“二档”、“三档”可以切换空气净化器档位。点击“AUTO”切换自动挡，空气净化器根据空气质量自动选择档位。“设备控制界面”中点击“定时按钮”，添加设备定时，“设备控制界面”点击“延时按钮”，设置设备延时操作。界面视图如图5所示：

4 项目研究意义与下一步展望

该项目的建设，能够实现对室内空气质量的自动监测和调节，实现对PM2.5指数及其他环境指标的实时监控和报警推送，并实现对空气净化器等智能家居设备的控制及运行状态查看，能够有效改善空气质量和居住环境，有益于对人体健康的保护和调节。下一步，笔者计划进一步深化研究，引入ZigBee、红外网关等物联网设备，推进与其他智能家居配套产品的一体化应用，实现一体化智能家居管控体系的建设，为用户提供更安全、更可靠、更舒适的智能家居生活体验。

参考文献：

[1]徐欢 叶佳虹 林姹姹 尉建彬 王野.物联网空气净化器的设计.电子世界.2016.24